中国大陆厘米级大地水准面的地形影响分析

郭东美; 鲍李峰; 许厚泽

doi:10.13203/j.whugis20130494

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中国大陆厘米级大地水准面的地形影响分析

郭东美, 鲍李峰, 许厚泽

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郭东美, 鲍李峰, 许厚泽. 中国大陆厘米级大地水准面的地形影响分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(3): 342-348. doi: 10.13203/j.whugis20130494

引用本文:

郭东美, 鲍李峰, 许厚泽. 中国大陆厘米级大地水准面的地形影响分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(3): 342-348. doi: 10.13203/j.whugis20130494

GUO Dongmei, BAO Lifeng, XU Houze. Analysis of Terrain Effects in cm-order Geoid Computations in Chinese Mainland[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016, 41(3): 342-348. doi: 10.13203/j.whugis20130494

Citation:

GUO Dongmei, BAO Lifeng, XU Houze. Analysis of Terrain Effects in cm-order Geoid Computations in Chinese Mainland[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2016, 41(3): 342-348. doi: 10.13203/j.whugis20130494

中国大陆厘米级大地水准面的地形影响分析

doi: 10.13203/j.whugis20130494

郭东美^1,2,
鲍李峰^1,2,
许厚泽^1,2

1.
中国科学院测量与地球物理研究所, 湖北武汉, 430077;
2.
中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室, 湖北武汉, 430077

基金项目: 湖北省自然科学基金(2014CFB171);国家自然科学基金(41274050);大地测量与地球动力学国家重点实验室开放研究基金(SKLGED2013-2-1-Z)。

详细信息

作者简介:
郭东美,博士,现从事重力数据处理和大地水准面精化研究。guodongmei@whigg.ac.cn

中图分类号: P223

Analysis of Terrain Effects in cm-order Geoid Computations in Chinese Mainland

1.
Institute of Geodesy and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430077, China;
2.
State Key Laboratoty of Geodesy and Earth's Dynamics, Wuhan 430077, China

Funds: The Natural Science Foundation of Hubei Province, No.2014CFB171;the Natural Science Foundation of China, No. 41274050;the Open Research Fund Program of the State Key Laboratory of Geodesy and Earth's Dynamics, No. SKLGED2013-2-1-Z.

摘要: 在分析现有地形影响处理方法的基础上,着重对以下3方面问题进行讨论:其一,在传统平面参考面的地形改正计算方法基础上,基于国际通用的GRS80椭球采用Tesseroid单元体积分法计算地形改正,以适用于山区和地形变化复杂地区的地形改正计算,推导了基于Tesseroid单元体的地形改正算法的泰勒级数展开公式,并验证该方法较传统方法的优越性。其二,目前,大地水准面计算中通常只考虑Molodensky一阶项影响,然而已有结果表明在山区二阶项的影响可达到分米级。针对目前厘米级大地水准面任务,基于Molodensky一阶项算法,给出了二阶项和三阶项对高程异常贡献的严密级数展开式。其三,本文详细讨论了利用地形改正值代替Molodensky级数解计算重力大地水准面的误差影响。
- 高程异常 /
- 地形影响 /
- Tesseroid积 /
- Molodensky高阶项 /
- 大地水准面
Abstract: Based on conventional algorithm of terrain effect, three issues are discussed in this paper. Firstly, based on the most common method of dealing with terrain effects related to the planar reference surface, the traditional implementation of ellipsoidal terrain correction based on the GRS80 ellipsoid using tesseroid modeling is proposed for geoid determination in mountainous areas or far zones, and the formulae for the attraction components of potential derivatives is applied. Secondly, usually we only consider the Molodensky's first term for geoid computation. Earlier studies however have shown that the effects of Molodensky's high-degree terms may be essential in more mountainous areas. On the basis of the demand for a cm-order precision geoid, a suit of simple and applicable formulas to deal with the terrain effects using Molodensky's first to three order terms for height anomaly are derived based on the algorithm of first-order term. Furthermore, approximation error in cm-order hight anomalies using the terrain correction instead of the Molodensky solution for geoid computation is discussed.
- height anomaly /
- terrain effects /
- tesseroid modeling /
- Molodensky's high-order term /
- geoid

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中国大陆厘米级大地水准面的地形影响分析

doi: 10.13203/j.whugis20130494

1. 中国科学院测量与地球物理研究所, 湖北武汉, 430077;

2. 中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室, 湖北武汉, 430077

基金项目: 湖北省自然科学基金(2014CFB171);国家自然科学基金(41274050);大地测量与地球动力学国家重点实验室开放研究基金(SKLGED2013-2-1-Z)。

作者简介:
郭东美,博士,现从事重力数据处理和大地水准面精化研究。guodongmei@whigg.ac.cn

收稿日期: 2014-03-05
刊出日期: 2016-03-05

中图分类号: P223

关键词:

摘要: 在分析现有地形影响处理方法的基础上,着重对以下3方面问题进行讨论:其一,在传统平面参考面的地形改正计算方法基础上,基于国际通用的GRS80椭球采用Tesseroid单元体积分法计算地形改正,以适用于山区和地形变化复杂地区的地形改正计算,推导了基于Tesseroid单元体的地形改正算法的泰勒级数展开公式,并验证该方法较传统方法的优越性。其二,目前,大地水准面计算中通常只考虑Molodensky一阶项影响,然而已有结果表明在山区二阶项的影响可达到分米级。针对目前厘米级大地水准面任务,基于Molodensky一阶项算法,给出了二阶项和三阶项对高程异常贡献的严密级数展开式。其三,本文详细讨论了利用地形改正值代替Molodensky级数解计算重力大地水准面的误差影响。

English Abstract

Analysis of Terrain Effects in cm-order Geoid Computations in Chinese Mainland

1. Institute of Geodesy and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430077, China;

2. State Key Laboratoty of Geodesy and Earth's Dynamics, Wuhan 430077, China

Received Date: 2014-03-05
Publish Date: 2016-03-05

Keywords:

Abstract: Based on conventional algorithm of terrain effect, three issues are discussed in this paper. Firstly, based on the most common method of dealing with terrain effects related to the planar reference surface, the traditional implementation of ellipsoidal terrain correction based on the GRS80 ellipsoid using tesseroid modeling is proposed for geoid determination in mountainous areas or far zones, and the formulae for the attraction components of potential derivatives is applied. Secondly, usually we only consider the Molodensky's first term for geoid computation. Earlier studies however have shown that the effects of Molodensky's high-degree terms may be essential in more mountainous areas. On the basis of the demand for a cm-order precision geoid, a suit of simple and applicable formulas to deal with the terrain effects using Molodensky's first to three order terms for height anomaly are derived based on the algorithm of first-order term. Furthermore, approximation error in cm-order hight anomalies using the terrain correction instead of the Molodensky solution for geoid computation is discussed.

郭东美, 鲍李峰, 许厚泽. 中国大陆厘米级大地水准面的地形影响分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(3): 342-348. doi: 10.13203/j.whugis20130494

引用本文:

郭东美, 鲍李峰, 许厚泽. 中国大陆厘米级大地水准面的地形影响分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(3): 342-348. doi: 10.13203/j.whugis20130494

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